Methan (CH4) ist nach Kohlenstoffdioxid (CO2) das wichtigste anthropogene Treibhausgas. Daher ist es wichtig, die atmosphärischen Konzentrationen dieser Gase streng zu überwachen. Wie aber kann man mittels Satelliten die atmosphärische Methan-Konzentration messen? Und Was zeigen uns diese Messungen?
Hier finden Sie eine kleine Sammlung von Videomaterialien, welche von unseren Kolleginnen und Kollegen ESERO UK and ESERO Ireland für den englischsprachigen Schuleinsatz entwickelt wurden. Die Videos entstammen einem Kurs zum Thema Satellitenfernerkundung und Klimawandel. Wir hoffen, die Experimente können als Denkanstöße und anschauliche Demonstrationen zu Mechanismen des Klimawandels dienen und Ihren Unterricht bereichern.
Der Klimawandel stellt für unsere Zivilisation derzeit wohl die größte Herausforderung dar und Nachweise für eine verstärkte globale Erwärmung und Umweltzerstörung durch menschliche Aktivitäten sind längst vorhanden. Wir wollen eine möglichst große Bandbreite an Materialien zur Verfügung stellen, welche auf verschiedenste Art und Weise eine Integration des Themas in den Unterricht ermöglicht.
2. Experiment – CO2 Lösung in Wasser
Die Ozeane sind ein wichtiger Faktor im globalen CO2-Haushalt. Ihrer Fähigkeit, als Pufferspeicher zu dienen, haben wir es zu verdanken, dass sich anthropogen und natürlich ausgestoßenes CO2 nicht in vollem Umfang unmittelbar in der Atmosphäre anreichert und den Treibhauseffekt befördert. In diesem einfachen Experiment kann der Puffereffekt von Schülerinnen und Schülern praktisch nachvollzogen werden.
Experiment – CO2 Lösung in Wasser
3. Experiment – Der Treibhauseffekt
Der Treibhauseffekt ist der Motor des Klimawandels. Dass verschiedene Gase in unserer Atmosphäre einen Einfluss auf die Temperatur haben, ist lange bekannt, und sie sind auch dafür verantwortlich, dass unser Planet bewohnbar ist. Ihre Anreicherung jedoch führt zu globaler Erwärmung mit weitreichenden Folgen für die Menschheit.
Der Treibhauseffekt
Kohlenstoffdioxid ist nicht das einzige Gas, das zur globalen Erwärmung beiträgt. Wie sich die Temperatur in Gegenwart der atmosphärischen Spurengase Methan und Kohlenstoffdioxid bei Strahlung verhält, wird in diesem Video veranschaulicht und kann, wenn auch mit größerem Aufwand, experimentell nachvollzogen werden.
Der Treibhauseffekt im Experiment
4. Experiment – Das Schmelzen der Polkappen
Der Anstieg des Meeresspiegels infolge des Abschmelzens der globalen Eismassen ist eines der schwerwiegendsten Probleme, mit denen die Menschheit infolge des Klimawandels konfrontiert wird. Doch dabei wirken sich Eismassen auf Landoberflächen, wie am Südpol, anders aus als Eismassen, die, wie im Falle des Nordpols, auf dem Meer schwimmen. Dieses einfache Experiment verdeutlicht den Effekt.
Das Schmelzen der Polkappen im Experiment
5. Experiment – Radar zur Beobachtung der Erde
Die Erdbeobachtung ist ein wichtiges Instrument für die Beobachtung und das Verständnis des Klimawandels. Die Einsatz moderner Radarsatelliten hat die Möglichkeiten der Erdbeobachtung massiv erweitert. In diesem Experiment kann “hands on” nachvollzogen werden, wie diese Technologie funktioniert.
Radar als Instrument zur Erdbeobachtung
6. EO-Browser
Der EO-Browser ist ein innovatives Online-Tool, das Benutzern ermöglicht, die Vielfalt der Erdbeobachtungsdaten auf einfache und interaktive Weise zu visualisieren. In dem Video werden die Hauptfunktionen und Möglichkeiten des Browsers ausführlich dargestellt. Die Benutzerinnen und Benutzer können durch verschiedene Satellitenbilder navigieren, Daten aus verschiedenen Zeiträumen vergleichen und sogar spezifische Parameter zur Analyse und Visualisierung anpassen. Ob für wissenschaftliche, pädagogische Zwecke oder einfach nur aus Neugier – der EO-Browser bietet eine intuitive Plattform, um die Erde aus einer völlig neuen Perspektive zu betrachten. Das Video führt die Benutzerinnen und Benutzer durch die Grundlagen des Tools, damit auch Sie und Ihre Schülerinnen und Schüler sich an Informationen aus aktuellen Satellitendaten zum Klimawandel und weiteren Themen bedienen können.
Das Video porträtiert die Wissenschaftlerin Anna Hogg und ihre Arbeit mit Erdbeobachtungsdaten. Anna untersucht, wie sich die Eismassen unserer Erde infolge des Klimawandels verändern. Durch ihre gründlichen Analysen und Beobachtungen trägt sie wertvolle Erkenntnisse bei, die uns helfen, die Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen. Dieses Video zeigt, wie Wissenschaft in der Praxis aussieht und dass die drängenden Fragen unserer Zeit zu beantworten auch eine Karriereoption sein kann.
Anna Hogg – Klimaretten als Beruf
8. Climate Detectives – Selbstständig zum Klimawandel forschen
Möchten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler dazu inspirieren, aktive Teilnehmende im Kampf gegen den Klimawandel zu werden? Der ESA-Wettbewerb “Climate Detectives” bietet Jugendliche die einzigartige Chance, echte Klimaforschende zu werden. Sie analysieren Satellitendaten, erforschen lokale Umweltauswirkungen und entwickeln konkrete Lösungen für drängende Klimaprobleme. Es ist nicht nur eine großartige Möglichkeit, ihre MINT-Fähigkeiten zu fördern, sondern auch, das Bewusstsein für unseren Planeten zu schärfen.
Bereits heute zeigen sich vermehrt Hitzeperioden, die gerade die Menschen in den Städten belasten. Besonders ältere Menschen leiden, für manche hat es lebensbedrohliche Folgen. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und Prognosen, dass zwei Drittel der Weltbevölkerung bis 2050 in den Städten leben werden, ist das Stadtklima ein aktuelles und relevantes Thema.
Paris ist eine der am stärksten betroffenen Städte Europas. Sommernächte sind hier bis zu 4 K wärmer, als im Umland. In den Hitzewellen im Sommer 2022 war Paris besonders stark betroffen, allerdings laufen hier auch bereits Projekte, um das Problem zu reduzieren, in dem Verkehrsflächen zu Grünflächen umgewandelt werden.
Im Arbeitsblatt und der App werden anhand von Satelitenbildern mit Echtfarben, Pflanzenbewuchs und Bodentemperaturen die Ursachen der Urbanen Hitzeinsel Paris genauer unter die Lupe genommen und darauf aufbauend geplante und umgesetzte Maßnahmen dagegen diskutiert.
Im Pariser Klimaabkommen aus dem Jahr 2015 wurde das Ziel festgelegt, den Anstieg der globalen Mitteltemperatur auf 2°C beziehungsweise auf 1,5°C zu begrenzen. Dies ist nötig, da die Folgen der Klimaänderung bei jedem 0,1°C Erwärmung unbeherrschbarer werden. Mithilfe verschiedener Daten kann errechnet werden, wie viele Jahre noch bleiben, bis das 1,5°-Ziel und das 2°-Ziel erreicht werden.
Pariser Klimaabkommen
2°C-Ziel bzw. 1,5°C-Ziel
CO2-Emissionen
CO2-Budget
Klimakonferenzen
Umstellung der Energiesysteme
UN-Ziele für Nachhaltige Entwicklung
Pariser Klimaabkommen: Wieviel Zeit bleibt uns noch?
Dieses Video beschreibt die Entwicklungen auf der Erde, wenn sich die globale Mitteltemperatur um ein paar Grad erhöht. Sowohl Anstieg als auch Abfall der globalen Mitteltemperatur um nur ein paar Grad, haben gravierende Auswirkungen auf das Leben auf der Erde.
Globale Mitteltemperatur
Temperatur der letzten 450 Millionen Jahre
Projektionen bis 2100
Holozän
Eiszeiten
Heißzeiten
Ein paar Grad wärmer sind kein Problem – oder doch?
Die Klimasensitivität beschreibt die Temperaturänderung bei CO2-Verdopplung. Wenn im System der Erde genauso viel Wärme abgestrahlt wird wie auch eingestrahlt wird, stellt sich eine Temperatur von 15°C ein. Bei einer Verdopplung des CO2-Gehalts und ohne Rückkopplungen erhöht sich die Temperatur auf der Erde um 1,5°C. Unter dem Einfluss von Rückkopplungseffekten kommt es zu einer Erwärmung von etwa 3°C.
In diesem Video werden die weiteren Folgen des globalen Temperaturanstiegs erläutert. Der Klimawandel bringt weitreichende Folgen mit sich, die von Extremwetterzunahmen über Ernteausfälle bis hin zu einem globalen Meeresspiegelanstieg führen. Dieser Anstieg liegt der derzeit bei etwa 3,2 mm pro Jahr.
Dieses Video thematisiert den durch den Klimawandel weltweit verursachten Temperaturanstieg. Auf den ersten Blick lässt sich dieser Anstieg nicht direkt erkennen. Wenn man jedoch auf die monatlichen Mittelungen blickt, werden zunächst die Schwankungen der Temperatur deutlich und in den jährlichen Mittelungen ist auch der Temperaturanstieg klar zu erkennen.
Dieses Video erklärt den Treibhaueffekt. Die kurzwellige Solarstrahlung durchdringt die Atmosphäre und erwärmt den Erdboden, während durch die langwellige Wärmestrahlung die Energie vom Erdboden wieder abgestrahlt wird. Zu viele Treibhausgase in der Atmosphäre absorbieren die Wärmestrahlung und verhindern dadurch die Abstrahlung in den Weltraum. Dadurch kommt es zu einem Energieüberschuss und die Erde erwärmt sich.
In diesem Video wird erklärt, wie mithilfe von Satellitenbeobachtungen atmosphärisches CO2 gemessen und dessen räumliche Verteilung dargestellt werden kann. Da CO2 in der Atmosphäre sehr langlebig ist, stellt es eine fundamentale Ursache für die Erderwärmung dar.
CO2 -Anstieg
Erderwärmung
Nord- und Südhemisphäre
Schwankungen
Terrestrische Biosphäre
Fossile Energieträger
Erneuerbare Energien
Was zeigen uns Satellitenbeobachtungen von Kohlenstoffdioxid?
